太阳与大气中微子：直接暗物质搜寻的背景源
高能物理 - 唯象学
2010-09-21 v3
摘要
在直接暗物质搜寻实验中，中微子与原子核的相干散射会产生与弱相互作用大质量粒子（WIMPs）相似的事件。此类实验中太阳中微子的计算计数率为每年每吨几个事件。该计数率强烈依赖于 WIMP 搜寻实验中所达到的原子核反冲能阈值。我们表明，对于使用 Ge、Ar、Xe 和 CaWO_4 作为靶材料的直接暗物质搜寻实验，太阳中微子可以成为严重的背景源。在零背景极限下，为了使弹性 WIMP-核子自旋无关散射截面达到优于约 10^-10 pb 的灵敏度，以 CaWO_4、Ge、Xe 和 Ar 为靶材料时的原子核反冲能阈值应分别约为 >2.05 keV、>4.91 keV、>2.89 keV 和 >8.62 keV。下一代实验不仅应致力于降低现有的能量阈值，更应主要专注于增加靶质量。大气中微子将无背景直接暗物质搜寻可达到的灵敏度限制在约 >10^-12 pb。
引用
@article{arxiv.1003.5530,
title = {Solar and Atmospheric Neutrinos: Background Sources for the Direct Dark Matter Searches},
author = {A. Gütlein and C. Ciemniak and F. von Feilitzsch and N. Haag and M. Hofmann and C. Isaila and T. Lachenmaier and J. -C. Lanfranchi and L. Oberauer and S. Pfister and W. Potzel and S. Roth and M. von Sivers and R. Strauß and A. Zöller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.5530},
year = {2010}
}
备注
accepted by Astroparticle Physics